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物理 大学生・専門学校生・社会人

なぜこのように変換されるのか説明してもらいたいです!

には、惑星は楕円軌道を描いて運動している。 万有引力を受けて運動する このような惑星の運動を考えるには, 2次元極座標を用いるのが便利であ る。そこで,2次元極座標を用いると,質点の速度と加速度がどのように 表され、運動方程式がどんな形に表されるのかを、考えてみよう。 r-y 直交座標系で位置 (x,y)において速度v=(ひょ,ひy)=(エン)をも って運動している質点P を考える。 図 8.2に示 すように, 2次元極座標系での速度成分 (Ur, Up) ~ と -y 直交座標系での速度成分 (vs, vy) の間に は,第6章で考えた回転座標系の場合と同様に, Ur= vxCOS+vy sin y ひ y HP (8.5) r v=vxsin +vy cosp I の関係が成り立つ。 図8.2 速度の極座標表示 質点Pの位置は,(x,y)=(rcos, rsin) と書けるが,Pが運動し の関数であるから, 合成関数の微分により速 は時刻 ているとき 度成分 (x, y) は, v=i=icosp-rsin (8.6) vy=y=isinp+rocos p と書ける。これを (85) 式へ代入して、速度の極座標表示 10r=j (8.7) V₁ = 14 を得る。 この結果は、上のような計算をせずに理解す ることができる。 図 8.3のように, 速度vの動 成分は,動径の増加する割合であり, vr =と書ける。 次に v は,動径に垂直な速度 成分であり, 原点を中心とした一定の半径r の円周に沿った速さである。 したがって, ve は半径r, 中心角の扇形の弧の長さの 増加する割合であり,v=at d ro 図8.3 極座標での速度成分 (x)=r(rは一定)と書ける。また、 は円運動の角速度であるから,v=r=rw は,円運動している質点 118

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化学 大学生・専門学校生・社会人

(3)(4)がわかりません

で一定に保ったまま kPaった。 合気体に気火花をさせたのち、容器のを 27°すると. とき 生成した水の % がしてい 容器はCkPa となった る。(H100.R=8.31×10 1.01×1051760mm K・mol). A:(70.4.0 30 (エ) 97.3730 (ア) 35 36 (エ) 70 (オ) (ア) 18 24 (エ) 30 95 324 物質の二 60. 連結球 気体の燃焼〉 に最も適 るものを,それぞれ下から選べ。 片側を閉したいガラス管の内部を水で満たし銀だめの中で倒立させた。 この水銀柱の異空部水蒸気で飽和させると、1気において, 水銀柱の高さ は 730mm であった。 270における水の飽和圧は (AkPaである。 27℃で、水素が圧力30 Paで詰められた耐性容 各積2,酸素が圧力 で詰められた耐圧容 3.0L) カコックスで連結されている。温度を 容積 を開けての気体をすると、気体の全圧 33 べてなくなった)ところでピストンを止めた (状態II)。その後,さらにピストンへの圧 力を下げた状態Ⅲ)。 飽和水蒸気圧は図2に示すように変化し, 60℃においては 0.20 × 10 Paである。 容器内の液体の体積は無視できるものとして,(1)~(4)に答えよ。 ただし、水素は水に溶解しないものとする。 (1),(3)の答えは有効数字2桁で記せ。 (R=8.3×10 Pa・L/(K・mol)) ピストン 飽和水蒸気圧 [×10Pa] 1.00- 0.90- 0.80- 0.70- 0.60- 0.50- 0.40- 0.30- 0.20- 0.10- 0.00- 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 温度 [℃] 図2 気体、 液体 状態 I 状態ⅡI 状態Ⅲ 図1 DO 25 350 (オ)6775 ( 100 [17田大 改] 結球と体の圧力> 気体は を扱い 17°C 7°C 連結部分およ 1.0,C=1, N-140=16) AR=8.31×10° Pa・L/(m・K), 飽和水蒸気圧 とする。 また、 (1) 状態 I における容器内の体積を求めよ。 思考 (2) 状態 Iにおける容器内の体積を固定したまま、温度を上げた。 容器内の水がすべて 水蒸気に変化する温度 (液体の水がすべてなくなる温度)は,次の(a)~(e) のどの温度範 囲に含まれるか。 最も適当なものを一つ選べ。 (a) 60~70°C (b) 70-80°C (c) 80-90°C (3) 状態Ⅱにおける容器内の体積を求めよ。 (d)90~100℃ (e) 100℃以上 (4) 状態Ⅰから状態Ⅲへの変化によって, 容器内の圧力Pと体積Vの関係はどのよう に変化するか。 最も適当な図を次の (a)~(e)から一つ選べ。 天体の水の ものとす (a) V に示して で各にメタン32 いて、コックをしたれ には空気 コック A 容器 B (b) + II (c) (d) (e) Ⅱ 20% 11.52 れた。 30.0(L) に保ったを開き、 時間が経 容器内の人 燃焼 A, 器 P →P [19 防衛医大 〕 にした。この容器内の [Pa〕 を求めよ。 生成した 存在 のとする。 さらに を開いたまま 063 〈理想気体と実在気体〉 「このとき,①容 内を 在する液体の水の物質量 [mol] を求めよ。 に存在する水蒸気 [mo 量 容器B内を17 よび ②容器内に存 保っ 以下の文中の空欄 に入る当を語を記せ。 62. 〈混合気体の体積〉 [14 京都府医大 改〕 実在気体の理想体からのを指して れる。ここではhp (Parは体積 P の値がよく用 PT) はK)であ 物質量(mol 図1に示すような体積と温度を自由に変えることのできるピストン付き容器に 0.15molの水素と0.20molの水を入れ, 温度を60℃に保ち、ピストンに0.50×105 Pa の圧力をかけた。このとき,水は一部液体であった(状態Ⅰ)。 温度を一定に保ったまま, ピストンへの圧力をゆっくり下げ, 容器内の水がすべて水蒸気になった (液体の水がす とかが一定の条件 Z値の力依存 多くの実在気体では、Pを 俺から大きく と、乙はからんするさらにPを大き やがて するの値が いる 大きくしたときと するの エ ウ が現れるた が強 れるためで 名古

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数学 大学生・専門学校生・社会人

極方程式についてです。 赤枠のところでθ=π/2のときを自分なりに図示しました。そのとき、どう考えればOP=5と導けるのかが分かりません。 よろしくお願いします🙇

基本 例題 83 極方程式と軌跡 00000 点 A の極座標を (10,0),極Oと点Aを結ぶ線分を直径とする円Cの周上の任 意の点をQとする。点Qにおける円Cの接線に極Oから垂線OPを下ろし、点 Pの極座標を (0) とするとき,その軌跡の極方程式を求めよ。 ただし, 00とする。 [類 岡山理科大 ] 基本 81 指針▷点P(r, 0) について,r, 0の関係式を導くために,円 C の中心Cから直線 OP に垂線 CH を下ろし, OP HP, OH の関係に注目する。 π 2 ***, 0<< π <<πで場合分けをして, 0の関係式を求め,次に, 0=0, 21 π の各場合について吟味する。 11 2 CHART 軌跡 軌跡上の動点 (r, 0)の関係式を導くメール 解答 円Cの中心をCとし, Cから直線 OP に垂線 CH を下ろすと OP=r, HP=5 [1] [1]08<のとき P π 2 線分 OP 上にあるときと, 線分 OP の延長上にある ときに分かれる。 40= を境目として,Hが OP=HP+OH OH=5cos0 であるから r=5+5cose [2]のとき H- 000+1 5 -5-- C A X 直角三角形 COH に注目。 い に 2 [2] OP-HP-OH O ここで OH=5cos(π-0)=-5cose 直角三角形 COH に注目。 よってr=5+5cos0 [3] 0=0 のとき,PはAに一致し、 OP=5+5cos0 を満たす。 (*) 0 C A x (*) [1], [2]で導かれた HT-O C [4]0=1のとき,OP=5 で, π OP=5+5cos を満たす。 (*) 以上から、求める軌跡の極方程式はr=5+5cos 0 r=5+5cosが0=0, π 2 のときも成り立つかどうか をチェックする。 参考 r=5(1+cose) で表さ れる曲線をカージオイドと いう (p.151 も参照)。 極座標、極方程式

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